JP2019042280A - Elastic fibrous tissue regeneration substrate and method for producing same - Google Patents

Elastic fibrous tissue regeneration substrate and method for producing same Download PDF

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Abstract

To provide an elastic fibrous tissue regeneration substrate that can promote regeneration of elastic fibrous tissue by transplantation into a living body, and to provide a method for producing said elastic fibrous tissue regeneration substrate.SOLUTION: Provided is an elastic fibrous tissue regeneration substrate comprising LTBP-4 protein and cross-linked collagen sponge carrying said LTBP-4 protein, and a method for producing elastic fibrous tissue regeneration substrate in which a collagen solution containing LTBP-4 protein is impregnated into cross-linked collagen sponge and then freeze-dried.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、生体に移植することにより弾性線維組織の再生を促進させることができる弾性線維組織再生基材、及び、該弾性線維組織再生基材の製造方法に関する。 The present invention relates to an elastic fibrous tissue regeneration substrate capable of promoting regeneration of elastic fibrous tissue by transplantation into a living body, and a method of manufacturing the elastic fibrous tissue regeneration substrate.

ヒトの生体組織の中でも肺や血管、皮膚等の組織は、弾性、伸縮性に富んだ組織であるが、加齢とともに血管が硬くなる、あるいは皮膚がたるむといった生体組織の弾性が失われていく加齢現象が生じる。これは、生体組織に存在する弾性線維という、ゴムのような柔軟性と弾力を有する線維組織が劣化してしまうためであると考えられている。この弾性線維は、劣化・分解しても再生されることはないとされており、このような弾性線維の再生についての研究が数多くなされている。 Among human body tissues, tissues such as lungs, blood vessels, and skin are highly elastic and stretchable tissues, but the elasticity of body tissues such as hardening of blood vessels with age or sagging of skin is lost with aging. An aging phenomenon occurs. It is considered that this is because the elastic fiber present in the living tissue, which is a fibrous tissue having flexibility and elasticity like rubber, is deteriorated. It is believed that this elastic fiber is not regenerated even if it is degraded or degraded, and many studies have been made on the regeneration of such an elastic fiber.

弾性線維は、エラスチンタンパク質がミクロフィブリル(Fibrillin−1、2のホモポリマー)に沈着し、リシルオキシダーゼ酵素によった架橋されることにより形成される。このミクロフィブリルに共局在することが知られているタンパク質にLTBP(latent TGFβ−binding protein)ファミリーがある。現在までにこのファミリーにはLTBP1〜4タンパク質の4つのファミリーメンバーの存在が確認されている。特許文献1には、LTBP−4タンパク質を含有する弾性線維再生剤が開示されている。 Elastic fibers are formed by depositing elastin protein in microfibrils (Fibrillin-1, 2 homopolymer) and crosslinking with lysyl oxidase enzyme. A protein known to co-localize in this microfibril is the LTBP (latent TGFβ-binding protein) family. To date, the presence of four family members of LTBP 1-4 protein has been identified in this family. Patent Document 1 discloses an elastic fiber regenerating agent containing LTBP-4 protein.

特開2011−026236号公報JP, 2011-026236, A

特許文献1においては、LTBP−4タンパク質を含有する弾性線維再生剤を用いて、24ウェルプレートに播種したヒト線維芽細胞を培養して、弾性線維組織の形成を確認していた。しかしながら、実際の生体組織は三次元構造であることから、三次元構造の弾性線維組織を再生することが重要である。また、LTBP−4タンパク質を含有する弾性線維再生剤をどのような形態で生体に適用すれば弾性線維組織の再生を促進させることができるかについても課題となっていた。
本発明は、上記現状に鑑み、生体に移植することにより弾性線維組織の再生を促進させることができる弾性線維組織再生基材、及び、該弾性線維組織再生基材の製造方法を提供することを目的とする。
In Patent Document 1, the formation of an elastic fiber tissue was confirmed by culturing human fibroblasts seeded in a 24-well plate using an elastic fiber regenerating agent containing LTBP-4 protein. However, since an actual living tissue has a three-dimensional structure, it is important to regenerate an elastic fibrous tissue having a three-dimensional structure. In addition, it has also been an issue as to what form an elastic fiber regenerating agent containing LTBP-4 protein can be applied to a living body to promote the regeneration of elastic fiber tissue.
The present invention provides an elastic fiber tissue regeneration base material capable of promoting regeneration of elastic fiber tissue by implanting in a living body in view of the above-mentioned present situation, and a method for producing the elastic fiber tissue regeneration base material. To aim.

本発明は、LTBP−4タンパク質と、該LTBP−4タンパク質を担持する架橋されたコラーゲンスポンジとを含む弾性線維組織再生基材である。
以下に本発明を詳述する。
The present invention is an elastic fibrous tissue regeneration substrate comprising LTBP-4 protein and a crosslinked collagen sponge carrying the LTBP-4 protein.
The present invention will be described in detail below.

本発明者は、鋭意検討の結果、LTBP−4タンパク質を架橋されたコラーゲンスポンジに担持させた弾性線維組織再生基材は、生体に移植したときに線維芽細胞等が侵入、増殖できるとともに、LTBP−4タンパク質によって弾性線維組織の形成を促進できることを見出し、本発明を完成した。 As a result of intensive studies, the inventor of the present invention has found that the elastic fiber tissue regeneration base material on which LTBP-4 protein is supported on a crosslinked collagen sponge can infiltrate and proliferate fibroblasts and the like when it is transplanted into a living body. It has been found that the formation of elastic fiber tissue can be promoted by the -4 protein, and the present invention has been completed.

本発明の弾性線維組織再生基材は、LTBP−4タンパク質と、該LTBP−4タンパク質を担持する架橋されたコラーゲンスポンジとを含む。架橋されたコラーゲンスポンジに担持させることにより、LTBP−4タンパク質を安定に保持して生体に移植することが可能となり、弾性線維組織の形成を促進させることができる。また、移植された架橋されたコラーゲンスポンジは徐々に分解することから、該分解に従ってLTBP−4タンパク質を徐放させることもできる。 The elastic fiber tissue regeneration substrate of the present invention comprises LTBP-4 protein and a crosslinked collagen sponge carrying the LTBP-4 protein. By supporting the crosslinked collagen sponge, the LTBP-4 protein can be stably held and transplanted to a living body, and the formation of elastic fibrous tissue can be promoted. In addition, since the implanted crosslinked collagen sponge gradually degrades, LTBP-4 protein can be slowly released according to the degradation.

上記架橋されたコラーゲンスポンジは、LTBP−4タンパク質を担持するための基材であるとともに、線維芽細胞等が侵入、増殖し、LTBP−4タンパク質によって弾性線維組織を促進させるための足場材としての役割を有する。 The cross-linked collagen sponge is a substrate for carrying LTBP-4 protein, and a scaffold for fibroblasts and the like to invade and proliferate, and promote elastic fiber tissue by LTBP-4 protein. Have a role.

上記架橋されたコラーゲンスポンジの原料となるコラーゲンとしては特に限定されず、例えば、牛、豚等の皮膚や腱等に由来するもの等を用いることができる。抗原性を排除してより安全性を高める観点から、コラーゲンをプロテアーゼやペプシン等の酵素で処理して、テロペプチドをできる限り除去したアテロコラーゲンが好ましい。アテロコラーゲンには、I〜IV型があるが、適宜選択することができる。 It does not specifically limit as collagen used as a raw material of the said crosslinked collagen sponge, For example, what originates in skins, such as cows and pigs, etc., a tendon, etc. can be used. From the viewpoint of removing antigenicity and enhancing safety, it is preferable to use atelocollagen in which collagen is treated with an enzyme such as a protease or pepsin to remove telopeptides as much as possible. There are I-IV types for atelocollagen, which can be appropriately selected.

上記架橋されたコラーゲンスポンジは、平均孔径の好ましい下限が0.1μm、好ましい上限が500μmである。上記平均孔径が0.1μm未満であると、線維芽細胞等が弾性線維組織再生基材中に侵入することができず、充分な弾性線維組織が再生されにくくなる。上記平均孔径が500μmを超えると、侵入した線維芽細胞等の密度が不充分となって、弾性線維組織が再生されにくくなる。上記平均孔径のより好ましい下限は1μm、より好ましい上限は300μmであり、更に好ましい下限は5μm、更に好ましい上限は100μmである。 In the crosslinked collagen sponge, the lower limit of the average pore diameter is preferably 0.1 μm, and the upper limit is preferably 500 μm. When the average pore size is less than 0.1 μm, fibroblasts and the like can not penetrate into the elastic fiber tissue regeneration substrate, and it becomes difficult to regenerate sufficient elastic fiber tissue. When the average pore size exceeds 500 μm, the density of invading fibroblasts and the like becomes insufficient, and elastic fiber tissue becomes difficult to be regenerated. A more preferable lower limit of the average pore diameter is 1 μm, a more preferable upper limit is 300 μm, a still more preferable lower limit is 5 μm, and a still more preferable upper limit is 100 μm.

上記架橋されたコラーゲンスポンジの厚みは特に限定されないが、好ましい下限は0.1mm、好ましい上限は3mmである。上記厚みが0.1mm未満であると、充分な厚さをもった弾性線維組織が形成されなかったり、移植時の取扱い性等に劣ったりすることがあり、3mmを超えると、侵入した線維芽細胞等への栄養供給に劣ることがある。 The thickness of the crosslinked collagen sponge is not particularly limited, but a preferable lower limit is 0.1 mm and a preferable upper limit is 3 mm. If the thickness is less than 0.1 mm, an elastic fiber tissue having a sufficient thickness may not be formed or the handleability at the time of transplantation may be inferior, and if it exceeds 3 mm, the invaded fibroblasts It may be inferior to nutrient supply to cells etc.

上記架橋されたコラーゲンスポンジを製造する方法としては特に限定されず、例えば、コラーゲン水溶液を真空凍結乾燥して得る方法等により得た未架橋コラーゲンスポンジを、熱架橋、紫外線架橋又は架橋剤による化学架橋により架橋する方法等が挙げられる。
具体的には例えば、蒸留水、生理食塩水、リン酸緩衝食塩水(PBS)等により好ましくは0.1〜1重量%、より好ましくは0.1〜0.5重量%に調整されたコラーゲン溶液を凍結乾燥して、未架橋コラーゲンスポンジを製造する。この際、コラーゲン溶液にクロロホルム等の脂溶性有機溶媒をごく少量配合したり、コラーゲン溶液をホモジナイズして発泡させたりしてもよい。凍結乾燥の条件は特に限定されないが、例えば、コラーゲン溶液を−135〜−40℃に冷却して凍結し、−40℃から40℃まで温度を上昇させながら6〜24時間凍結乾燥を行うことができる。得られた未架橋コラーゲンスポンジに、熱架橋、紫外線架橋、化学架橋等の架橋処理を施すことにより架橋されたコラーゲンスポンジが得られる。架橋されたコラーゲンスポンジは、生分解速度が調整されていることから、弾性線維組織を形成するための足場としての機能を発揮させることができる。上記熱架橋は、例えば、コラーゲンスポンジを、真空乾燥機を用いて100〜150℃程度で6〜24時間程度処理して実施することができる。上記化学架橋としては、例えば、コラーゲンスポンジをグルタルアルデヒド溶液に浸漬して実施することができる。具体的には、0〜10℃(特に4℃程度)で、0.1〜1%(特に0.2%)のグルタルアルデヒド溶液に1〜50時間(特に3〜15時間)浸漬することによって実施できる。
The method for producing the crosslinked collagen sponge is not particularly limited. For example, the non-crosslinked collagen sponge obtained by a method such as vacuum freeze-drying of an aqueous collagen solution is subjected to heat crosslinking, UV crosslinking or chemical crosslinking using a crosslinking agent. And the like.
Specifically, for example, collagen adjusted to preferably 0.1 to 1% by weight, more preferably 0.1 to 0.5% by weight with distilled water, physiological saline, phosphate buffered saline (PBS), etc. The solution is lyophilized to produce an uncrosslinked collagen sponge. At this time, a very small amount of a lipid-soluble organic solvent such as chloroform may be added to the collagen solution, or the collagen solution may be homogenized and foamed. Conditions for lyophilization are not particularly limited. For example, the collagen solution is cooled to -135 to -40 ° C and frozen, and lyophilization is performed for 6 to 24 hours while raising the temperature from -40 to 40 ° C. it can. A cross-linked collagen sponge is obtained by subjecting the obtained non-cross-linked collagen sponge to a cross-linking treatment such as thermal cross-linking, ultraviolet cross-linking, chemical cross-linking and the like. The crosslinked collagen sponge can exhibit a function as a scaffold for forming an elastic fibrous tissue because its biodegradation rate is adjusted. The thermal crosslinking can be carried out, for example, by treating a collagen sponge at about 100 to 150 ° C. for about 6 to 24 hours using a vacuum dryer. The chemical crosslinking can be performed, for example, by immersing a collagen sponge in a glutaraldehyde solution. Specifically, by immersing in a 0.1 to 1% (especially 0.2%) glutaraldehyde solution for 1 to 50 hours (especially 3 to 15 hours) at 0 to 10 ° C (especially around 4 ° C) It can be implemented.

上記LTBP−4タンパク質は、ミクロフィブリルに共局在するタンパク質として知られている、LTBP(latent TGFβ−binding protein)ファミリーの1種である。
本発明においてLTBP−4タンパク質は、特許文献1に開示された配列番号1に記載の塩基配列(GenBankアクセッション番号AF051344)若しくはそのオルソログ、又は、これらの変異体(SNP、ハプロタイプを含む)に由来するポリペプチドをいう。LTBP−4タンパク質のオルソログは特に限定されず、例えば任意の動物、好ましくは哺乳動物に由来するものであり得る。哺乳動物としては、例えばウシ、ヒツジ、ブタ、ヤギ、サル、ウサギ、ラット、ハムスター、モルモット、マウスなどが挙げられる。LTBP−4タンパク質は、分泌タンパク質であり、プロセシングによりシグナル配列(例えば、MAGGVRLLWVSLLVLLAQLGPQPGLG)が除去され得る。本発明においては、LTBP−4タンパク質として、シグナル配列が除去されたもの、シグナル配列が除去されていないもののいずれでも使用できるが、シグナル配列が除去されたものが好ましい。また、LTBP−4変異体は、弾性線維の再生を可能とするものであれば特に限定されず、例えば、特許文献1に開示された配列番号1に示される塩基配列に相補的な配列を有するDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズし且つLTBP−4をコードするDNAに由来するポリペプチドが挙げられる。
LTBP−4タンパク質については、特許文献1のほかに、例えば、「中邨智之、弾性線維形成に必須のLTBP−4、生化学、第86巻第6号、770−773頁(2014)」等に詳しく記載されている。
The LTBP-4 protein is a member of the LTBP (latent TGFβ-binding protein) family, which is known as a protein colocalized in microfibrils.
In the present invention, the LTBP-4 protein is derived from the base sequence (GenBank accession number AF051344) described in SEQ ID NO: 1 disclosed in Patent Document 1 or an orthologue thereof, or a variant thereof (SNP, including haplotype) Polypeptide refers to the The orthologue of LTBP-4 protein is not particularly limited, and may be derived from, for example, any animal, preferably a mammal. Examples of mammals include cows, sheep, pigs, goats, monkeys, rabbits, rats, hamsters, guinea pigs, mice and the like. The LTBP-4 protein is a secreted protein and processing may remove the signal sequence (eg, MAGGVRLLWVSLLVLLAQLGPQPGLG). In the present invention, any LTBP-4 protein from which a signal sequence has been removed or from which a signal sequence has not been removed can be used, but those from which a signal sequence has been removed are preferred. In addition, the LTBP-4 mutant is not particularly limited as long as it enables elastic fiber regeneration, and has a sequence complementary to the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 disclosed in Patent Document 1, for example Examples include polypeptides derived from DNA that hybridizes with DNA under stringent conditions and encodes LTBP-4.
As for LTBP-4 protein, in addition to Patent Document 1, for example, “Tomo Nakajima, LTBP-4 essential for elastic fiber formation, Biochemistry, vol. 86, No. 6, pp. 770-773 (2014)”, etc. It is described in detail.

上記LTBP−4タンパク質は、上記架橋されたコラーゲンスポンジに担持されている。これにより、LTBP−4タンパク質を安定に保持されて、本発明の弾性線維組織再生基材を移植したときに、弾性線維組織の形成を促進させることができる。また、移植された架橋されたコラーゲンスポンジは徐々に分解することから、該分解に従ってLTBP−4タンパク質を徐放させることもできる。 The LTBP-4 protein is carried by the crosslinked collagen sponge. Thereby, the LTBP-4 protein can be stably retained to promote formation of elastic fiber tissue when the elastic fiber tissue regeneration substrate of the present invention is implanted. In addition, since the implanted crosslinked collagen sponge gradually degrades, LTBP-4 protein can be slowly released according to the degradation.

本発明の弾性線維組織再生基材中の上記LTBP−4タンパク質の含有量は特に限定されないが、好ましい下限は0.08重量%、好ましい上限は8.0重量%である。LTBP−4タンパク質の含有量がこの範囲内であると、弾性線維組織の形成を確実に促進させることができる。上記LTBP−4タンパク質の含有量のより好ましい下限は0.16重量%、より好ましい上限は1.6重量%である。 The content of the above LTBP-4 protein in the elastic fiber tissue regeneration substrate of the present invention is not particularly limited, but the preferable lower limit is 0.08% by weight, and the preferable upper limit is 8.0% by weight. If the content of LTBP-4 protein is within this range, formation of elastic fiber tissue can be surely promoted. The more preferable lower limit of the content of the LTBP-4 protein is 0.16% by weight, and the more preferable upper limit is 1.6% by weight.

本発明の弾性線維組織再生基材は、更にDANCE(Developmental Ar teries and Neural Crest Epidermal growth factor(EGF)−like;fibulin−5ともいう)タンパク質を含むことが好ましい。DANCEタンパク質をLTBP−4タンパク質と併用することにより、更に弾性線維組織の形成を促進することができる。
ここで、「DANCEタンパク質」とは、fibulin−5とも呼ばれる分泌蛋白質であり、弾性線維を構成する分子であることが知られている。DANCEタンパク質は、ヒト由来のヒトDANCEタンパク質、又は、そのオルソログ、あるいはそれらの変異体(SNP、ハプロタイプを含む)を含む。DANCEタンパク質のオルソログは特に限定されず、例えば任意の動物、好ましくは哺乳動物に由来するものであり得る。哺乳動物としては、例えば、ウシ、ヒツジ、ブタ、ヤギ、サル、ウサギ、ラット、ハムスター、モルモット、マウス等が挙げられる。
DANCEタンパク質については、例えば、国際公開第2006/082763号等に詳しく記載されている。
The elastic fiber tissue regeneration substrate of the present invention preferably further comprises a DANCE (Developmental Architecture and Neural Crest Epidermal growth factor (EGF) -like; also referred to as fibriln-5) protein. By combining DANCE protein with LTBP-4 protein, formation of elastic fiber tissue can be further promoted.
Here, the "DANCE protein" is a secreted protein also called fibriln-5, and is known to be a molecule that constitutes an elastic fiber. DANCE proteins include human DANCE proteins of human origin, or orthologues thereof, or variants thereof (including SNPs and haplotypes). The orthologue of the DANCE protein is not particularly limited, and may be derived from, for example, any animal, preferably a mammal. Examples of mammals include cattle, sheep, pigs, goats, monkeys, rabbits, rats, hamsters, guinea pigs, mice and the like.
The DANCE protein is described in detail, for example, in WO 2006/082763.

本発明の弾性線維組織再生基材中の上記DANCEタンパク質の含有量は特に限定されないが、好ましい下限は0.001重量%、好ましい上限は1重量%である。DANCEタンパク質の含有量がこの範囲内であると、移植したときに弾性線維組織の形成をより促進することができる。上記DANCEタンパク質の含有量のより好ましい下限は0.01重量%、より好ましい上限は0.8重量%である。 The content of the DANCE protein in the elastic fiber tissue regeneration substrate of the present invention is not particularly limited, but the preferred lower limit is 0.001% by weight, and the preferred upper limit is 1% by weight. When the content of DANCE protein is in this range, formation of elastic fiber tissue can be further promoted when transplanted. A more preferable lower limit of the content of the DANCE protein is 0.01% by weight, and a more preferable upper limit is 0.8% by weight.

本発明の弾性線維組織再生基材は、更にムコ多糖類を含んでもよい。ムコ多糖類を含むことにより、基材からのLTBP−4タンパク質やDANCEタンパク質の徐放速度を制御することができる。これは、ムコ多糖類は親水基を有するため、該ムコ多糖類の添加量により基材の親水基の量をコントロールすることで含水率を制御できるためと考えられる。
上記ムコ多糖類としては、例えば、コンドロイチン硫酸、ヘパリン、ヒアルロン酸、デルマタン硫酸、ケラタン硫酸、ヘパラン硫酸等が挙げられる。なかでも、コラーゲンとの溶解性、安価に入手できる点から、コンドロイチン硫酸、ヘパリンが好適である。
The elastic fibrous tissue regeneration substrate of the present invention may further contain mucopolysaccharides. By including the mucopolysaccharide, it is possible to control the sustained release rate of LTBP-4 protein and DANCE protein from the substrate. This is considered to be because, since the mucopolysaccharide has a hydrophilic group, the moisture content can be controlled by controlling the amount of the hydrophilic group of the substrate by the addition amount of the mucopolysaccharide.
Examples of the mucopolysaccharides include chondroitin sulfate, heparin, hyaluronic acid, dermatan sulfate, keratan sulfate, heparan sulfate and the like. Among them, chondroitin sulfate and heparin are preferable in terms of solubility with collagen and availability at low cost.

本発明の弾性線維組織再生基材中の上記ムコ多糖類の含有量は特に限定されないが、好ましい下限は0.1重量%、好ましい上限は50重量%である。ムコ多糖類の含有量がこの範囲内であると、LTBP−4タンパク質等の徐放速度を確実に制御することができる。上記ムコ多糖類の含有量のより好ましい下限は1重量%、より好ましい上限は20重量%である。 The content of the mucopolysaccharide in the elastic fiber tissue regeneration substrate of the present invention is not particularly limited, but a preferable lower limit is 0.1% by weight, and a preferable upper limit is 50% by weight. When the content of mucopolysaccharide is within this range, the sustained release rate of LTBP-4 protein and the like can be controlled with certainty. A more preferable lower limit of the content of the mucopolysaccharide is 1% by weight, and a more preferable upper limit is 20% by weight.

本発明の弾性線維組織再生基材を製造する方法は特に限定されないが、上記架橋されたコラーゲンスポンジに、上記LTBP−4タンパク質(必要に応じて上記DANCEタンパク質及びムコ多糖類)を含有するコラーゲン溶液を含浸させ、その後に凍結乾燥する方法が好適である。このような製造方法によれば、上記LTBP−4タンパク質等を上記架橋されたコラーゲンスポンジに確実に担持させることができる。また、上記LTBP−4タンパク質等を担持させた後に、コラーゲンスポンジを架橋させる処理を行う必要がないことから、架橋処理によってLTBP−4タンパク質等が失活する恐れがない。従って、組織再生のための足場としての充分な強度、生分解性速度と、LTBP−4タンパク質の安定担持とを両立させることができる。
架橋されたコラーゲンスポンジに、LTBP−4タンパク質を含有するコラーゲン溶液を含浸させ、その後に凍結乾燥する弾性線維組織再生基材の製造方法もまた、本発明の1つである。
Although the method for producing the elastic fiber tissue regeneration substrate of the present invention is not particularly limited, a collagen solution containing the above LTBP-4 protein (the above-mentioned DANCE protein and mucopolysaccharide as needed) in the above-mentioned crosslinked collagen sponge It is preferable to impregnate and then lyophilize. According to such a production method, the LTBP-4 protein and the like can be reliably supported on the crosslinked collagen sponge. Moreover, since it is not necessary to perform the process which bridge | crosslinks a collagen sponge after making the said LTBP-4 protein etc. carry | support, there is no possibility that LTBP-4 protein etc. may deactivate by crosslinking process. Therefore, sufficient strength as a scaffold for tissue regeneration, biodegradable rate, and stable loading of LTBP-4 protein can be compatible.
A method for producing an elastic fiber tissue regeneration substrate, in which a crosslinked collagen sponge is impregnated with a collagen solution containing LTBP-4 protein and then freeze-dried is also one of the present invention.

本発明の弾性線維組織再生基材の製造方法では、具体的には、まず、上記架橋されたコラーゲンスポンジに、LTBP−4タンパク質等を含有するコラーゲン溶液(以下、「タンパク質含有コラーゲン溶液」ともいう。)を含浸させる。含浸させる具体的な方法は特に限定されず、例えば、上記架橋されたコラーゲンスポンジ上の特定の箇所に溶液を受ける部位(例えば、リング)を設け、そのなかに上記タンパク質含有コラーゲン溶液を添加する方法が挙げられる。また、上記タンパク質含有コラーゲン溶液中に、架橋されたコラーゲンスポンジを浸漬してもよい。 Specifically, in the method for producing an elastic fiber tissue regeneration substrate of the present invention, first, a collagen solution containing LTBP-4 protein or the like (hereinafter, also referred to as “protein-containing collagen solution”) is added to the crosslinked collagen sponge. .) Is impregnated. The specific method for impregnating is not particularly limited. For example, a method (for example, a ring) is provided at a specific place on the crosslinked collagen sponge to receive the solution, and the protein-containing collagen solution is added thereto. Can be mentioned. Alternatively, the crosslinked collagen sponge may be immersed in the protein-containing collagen solution.

上記タンパク質含有コラーゲン溶液に用いるコラーゲンとしては特に限定されず、上記架橋されたコラーゲンスポンジの原料となるコラーゲンと同様のものを用いることができる。
上記タンパク質含有コラーゲン溶液中のコラーゲンの濃度は特に限定されず、0.1〜1重量%程度であることが好ましく、0.1〜0.5重量%程度であることがより好ましい。
上記タンパク質含有コラーゲン溶液に用いる溶媒としては特に限定されず、例えば、水(蒸留水)、リン酸緩衝食塩水(PBS)、Carmody緩衝液、Tris緩衝液等が挙げられる。なかでも、不純物が混入していない点から水(蒸留水)が好適である。
It does not specifically limit as collagen used for the said protein containing collagen solution, The thing similar to the collagen used as the raw material of the said crosslinked collagen sponge can be used.
The concentration of collagen in the protein-containing collagen solution is not particularly limited, and is preferably about 0.1 to 1% by weight, and more preferably about 0.1 to 0.5% by weight.
The solvent used for the protein-containing collagen solution is not particularly limited, and examples thereof include water (distilled water), phosphate buffered saline (PBS), Carmody buffer, Tris buffer and the like. Among these, water (distilled water) is preferable because impurities are not mixed.

なお、本発明の弾性線維組織再生基材がムコ多糖類を含む場合、コラーゲン溶液にムコ多糖類を直接添加してもよいが、取扱性の観点からは、ムコ多糖類を蒸留水、生理食塩水、リン酸緩衝食塩水(PBS)等の溶媒に溶解した溶液にして、これをコラーゲン溶液に添加することが好ましい。 When the elastic fiber tissue regeneration substrate of the present invention contains mucopolysaccharides, mucopolysaccharides may be added directly to the collagen solution, but from the viewpoint of handling, the mucopolysaccharides are distilled water, physiological saline It is preferable to add a solution dissolved in a solvent such as water or phosphate buffered saline (PBS) to a collagen solution.

本発明の弾性線維組織再生基材の製造方法では、次いで、上記タンパク質含有コラーゲン溶液を含浸させた架橋コラーゲンスポンジを凍結乾燥する。
凍結乾燥の条件は特に限定されないが、例えば、コラーゲン溶液を−135〜−40℃に冷却して凍結し、−40℃から40℃まで温度を上昇させながら6〜24時間凍結乾燥を行うことができる。
Next, in the method for producing an elastic fiber tissue regeneration substrate of the present invention, the crosslinked collagen sponge impregnated with the above-mentioned protein-containing collagen solution is lyophilized.
Conditions for lyophilization are not particularly limited. For example, the collagen solution is cooled to -135 to -40 ° C and frozen, and lyophilization is performed for 6 to 24 hours while raising the temperature from -40 to 40 ° C. it can.

本発明の弾性線維組織再生基材は、生体に移植することにより弾性線維組織の再生を促進させることができる。
本発明の弾性線維組織再生基材は、生体の弾性線維組織を再生させようとする部位に直接移植してもよい。この場合には、移植した弾性線維組織再生基材中に線維芽細胞等が侵入、増殖して、弾性線維組織が形成される。
また、本発明の弾性線維組織再生基材に線維芽細胞を播種して培養することによっても弾性線維組織を形成することができる。弾性線維組織が形成された弾性線維組織再生基材を生体の弾性線維組織を再生させようとする部位に移植することにより、より早期の弾性線維組織の再生が期待される。
The elastic fibrous tissue regeneration substrate of the present invention can promote the regeneration of elastic fibrous tissue by implanting in a living body.
The elastic fibrous tissue regeneration substrate of the present invention may be directly implanted at a site where elastic fibrous tissue of a living body is to be regenerated. In this case, fibroblasts and the like intrude and proliferate in the implanted elastic fiber tissue regeneration substrate to form elastic fiber tissue.
An elastic fiber tissue can also be formed by seeding and culturing fibroblasts on the elastic fiber tissue regeneration substrate of the present invention. By implanting the elastic fibrous tissue regeneration base on which the elastic fibrous tissue is formed in a site where the elastic fibrous tissue of the living body is to be regenerated, it is expected that the elastic fibrous tissue can be regenerated earlier.

本発明によれば、生体に移植することにより弾性線維組織の再生を促進させることができる弾性線維組織再生基材、及び、該弾性線維組織再生基材の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an elastic fibrous tissue regeneration substrate capable of promoting regeneration of elastic fibrous tissue by implanting in a living body, and a method of manufacturing the elastic fibrous tissue regeneration substrate.

実施例1及び比較例1で得られた弾性線維組織再生基材に線維芽細胞を播種して培養して得た凍結切片のElastin免疫染色像である。It is an Elastin immunostaining image of the frozen section obtained by seeding and culturing a fibroblast to the elastic fiber tissue regeneration base material obtained in Example 1 and Comparative Example 1.

以下に実施例を挙げて本発明の態様を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例にのみ限定されるものではない。 EXAMPLES The embodiments of the present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
コラーゲン(新田ゼラチン社製、Cellmatrix TypeI−P)を原料とし、0.2重量%、pH3のコラーゲン水溶液を調整した。この0.2%コラーゲン溶液を−135℃にて凍結した後、凍結乾燥機にて真空減圧下(0.1MPa)、−40℃から40℃まで昇温して凍結乾燥することによってコラーゲンスポンジを得た。
得られたコラーゲンスポンジを、140℃で14時間加熱することにより熱架橋を行い、架橋されたコラーゲンスポンジを得た。
得られた架橋されたコラーゲンスポンジの平均孔径は約15μmであった。
Example 1
A collagen solution (0.2 wt%, pH 3) was prepared using collagen (Cellmatrix Type I-P, manufactured by Nitta Gelatin Co., Ltd.) as a raw material. The 0.2% collagen solution is frozen at -135 ° C, and then the temperature is raised from -40 ° C to 40 ° C in a vacuum dryer (0.1 MPa) with a freeze dryer to lyophilize the collagen sponge. Obtained.
The resulting collagen sponge was thermally crosslinked by heating at 140 ° C. for 14 hours to obtain a crosslinked collagen sponge.
The average pore size of the obtained crosslinked collagen sponge was about 15 μm.

得られた架橋されたコラーゲンスポンジに、直径8mmのポリプロピレン製のリングを接着した。ポリプロピレン製のリングの中に、濃度が32μg/mLとなるようにLTBP−4タンパク質を含有させた0.2重量%コラーゲン溶液80μLを添加した。これを−135℃で凍結した後に、凍結乾燥機を用いて真空減圧下(0.1MPa)、−40℃から40℃まで昇温して14時間凍結乾燥することにより、厚さ1mmの弾性線維組織再生基材を得た。 An 8 mm diameter polypropylene ring was adhered to the resulting crosslinked collagen sponge. In a polypropylene ring, 80 μL of a 0.2 wt% collagen solution containing LTBP-4 protein to a concentration of 32 μg / mL was added. This is frozen at -135 ° C, and then heated from -40 ° C to 40 ° C under a reduced pressure (0.1 MPa) using a lyophilizer and freeze-dried for 14 hours to obtain an elastic fiber with a thickness of 1 mm. A tissue regeneration substrate was obtained.

(実施例2)
コラーゲン(新田ゼラチン社製、Cellmatrix TypeI−P)を原料とし、0.2重量%、pH3のコラーゲン水溶液を調整した。この0.2%コラーゲン溶液を−135℃にて凍結した後、凍結乾燥機にて真空減圧下(0.1MPa)、−40℃から40℃まで昇温して凍結乾燥することによってコラーゲンスポンジを得た。
得られたコラーゲンスポンジを、140℃で14時間加熱することにより熱架橋を行い、架橋されたコラーゲンスポンジを得た。
得られた架橋されたコラーゲンスポンジの平均孔径は約15μmであった。
(Example 2)
A collagen solution (0.2 wt%, pH 3) was prepared using collagen (Cellmatrix Type I-P, manufactured by Nitta Gelatin Co., Ltd.) as a raw material. The 0.2% collagen solution is frozen at -135 ° C, and then the temperature is raised from -40 ° C to 40 ° C in a vacuum dryer (0.1 MPa) with a freeze dryer to lyophilize the collagen sponge. Obtained.
The resulting collagen sponge was thermally crosslinked by heating at 140 ° C. for 14 hours to obtain a crosslinked collagen sponge.
The average pore size of the obtained crosslinked collagen sponge was about 15 μm.

得られた架橋されたコラーゲンスポンジに、直径8mmのポリプロピレン製のリングを接着した。ポリプロピレン製のリングの中に、濃度が各々32μg/mL、32μg/mLとなるようにLTBP−4タンパク質とDANCEタンパク質を含有させた0.2重量%コラーゲン溶液80μLを添加した。これを−135℃で凍結した後に、凍結乾燥機を用いて真空減圧下(0.1MPa)、−40℃から40℃まで昇温して14時間凍結乾燥することにより、厚さ1mmの弾性線維組織再生基材を得た。 An 8 mm diameter polypropylene ring was adhered to the resulting crosslinked collagen sponge. In a polypropylene ring, 80 μL of a 0.2 wt% collagen solution containing LTBP-4 protein and DANCE protein was added to a concentration of 32 μg / mL and 32 μg / mL, respectively. This is frozen at -135 ° C, and then heated from -40 ° C to 40 ° C under a reduced pressure (0.1 MPa) using a lyophilizer and freeze-dried for 14 hours to obtain an elastic fiber with a thickness of 1 mm. A tissue regeneration substrate was obtained.

(比較例1)
コラーゲン(新田ゼラチン社製、Cellmatrix TypeI−P)を原料とし、0.2重量%、pH3のコラーゲン水溶液を調整した。この0.3%コラーゲン溶液を−135℃にて凍結した後、凍結乾燥機にて真空減圧下(0.1MPa)、−40℃から40℃まで昇温して凍結乾燥することによってコラーゲンスポンジを得た。
得られたコラーゲンスポンジを、140℃で14時間加熱することにより熱架橋を行い、架橋されたコラーゲンスポンジを得た。
得られた架橋されたコラーゲンスポンジの平均孔径は約15μmであった。
(Comparative example 1)
A collagen solution (0.2 wt%, pH 3) was prepared using collagen (Cellmatrix Type I-P, manufactured by Nitta Gelatin Co., Ltd.) as a raw material. After freezing this 0.3% collagen solution at -135 ° C, collagen sponge is raised by raising the temperature from -40 ° C to 40 ° C under a reduced pressure (0.1 MPa) with a lyophilizer and freeze-drying it. Obtained.
The resulting collagen sponge was thermally crosslinked by heating at 140 ° C. for 14 hours to obtain a crosslinked collagen sponge.
The average pore size of the obtained crosslinked collagen sponge was about 15 μm.

得られた架橋されたコラーゲンスポンジに、直径8mmのポリプロピレン製のリングを接着した。ポリプロピレン製のリングの中に、0.2重量%コラーゲン溶液80μLを添加した。これを−135℃で凍結した後に、凍結乾燥機を用いて真空減圧下(0.1MPa)、−40℃から40℃まで昇温して14時間凍結乾燥することにより、厚さ1mmの弾性線維組織再生基材を得た。 An 8 mm diameter polypropylene ring was adhered to the resulting crosslinked collagen sponge. In a polypropylene ring, 80 μL of a 0.2 wt% collagen solution was added. This is frozen at -135 ° C, and then heated from -40 ° C to 40 ° C under a reduced pressure (0.1 MPa) using a lyophilizer and freeze-dried for 14 hours to obtain an elastic fiber with a thickness of 1 mm. A tissue regeneration substrate was obtained.

(評価)
実施例1及び比較例1で得られた弾性線維組織再生基材を用いた弾性線維組織の形成を、以下の方法により評価した。
ヒト皮膚を処理することによって得られたヒト線維芽細胞を、線維芽細胞を10%ウシ血清添加DMEM培地にて培養し、フルコンフルエントになった細胞をトリプシン処理によって回収した。得られたヒト線維芽細胞を10%ウシ血清添加DMEM/F12培地に懸濁し、線維芽細胞懸濁液を調製した。
得られた線維芽細胞懸濁液を、実施例1及び比較例1で得られた弾性線維組織再生基材の直径8mmのポリプロピレン製のリング内部に、線維芽細胞が1×10cellsとなるように播種した。
その後、COインキュベーター中で、37℃にて14日間培養した。
(Evaluation)
The formation of an elastic fiber tissue using the elastic fiber tissue regeneration substrate obtained in Example 1 and Comparative Example 1 was evaluated by the following method.
Human fibroblasts obtained by treating human skin were cultured in a 10% calf serum-added DMEM medium with fibroblasts, and cells that became confluent were harvested by trypsin treatment. The obtained human fibroblasts were suspended in DMEM / F12 medium supplemented with 10% bovine serum to prepare a fibroblast suspension.
The fibroblast suspension becomes 1 × 10 6 cells inside the ring made of polypropylene of diameter 8 mm of the elastic fiber tissue regeneration substrate obtained in Example 1 and Comparative Example 1 Sowed.
Thereafter, the cells were cultured at 37 ° C. for 14 days in a CO 2 incubator.

培養後の弾性線維組織再生基材を新鮮未固定で凍結させ、凍結切片を作製し、アセトン固定後に弾性線維構成成分であるElastinの免疫染色を行った。実施例1で得られた弾性線維組織再生基材を用いた場合のElastin免疫染色像を図1(a)に、比較例1で得られた弾性線維組織再生基材を用いた場合のElastin免疫染色像を図1(b)に示した。
図1より、LTBP−4タンパク質を含有する実施例1で得られた弾性線維組織再生基材を用いた場合には、含有しない比較例1で得られた弾性線維組織再生基材を用いた場合に比べて、Elastin染色面積が大きくなっていることがわかる。
After culture, the elastic fiber tissue regeneration substrate was fresh, unfixed and frozen, frozen sections were prepared, and after acetone fixation, immunostaining of the elastic fiber component Elastin was performed. The Elastin immunostaining image at the time of using the elastic fiber tissue regeneration base material obtained in Example 1 is shown in FIG. 1 (a), and the Elastin immunity at the time of using the elastic fiber tissue regeneration base material obtained in Comparative Example 1 The stained image is shown in FIG. 1 (b).
From FIG. 1, when using the elastic fiber tissue regeneration base material obtained in Example 1 containing LTBP-4 protein, using the elastic fiber tissue regeneration base material obtained in Comparative Example 1 not containing It can be seen that the Elastin staining area is larger than that of.

本発明によれば、生体に移植することにより弾性線維組織の再生を促進させることができる弾性線維組織再生基材、及び、該弾性線維組織再生基材の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an elastic fibrous tissue regeneration substrate capable of promoting regeneration of elastic fibrous tissue by implanting in a living body, and a method of manufacturing the elastic fibrous tissue regeneration substrate.

Claims (4)

LTBP−4タンパク質と、該LTBP−4タンパク質を担持する架橋されたコラーゲンスポンジとを含むことを特徴とする弾性線維組織再生基材。 An elastic fibrous tissue regeneration substrate comprising LTBP-4 protein and a crosslinked collagen sponge carrying the LTBP-4 protein. DANCEタンパク質を含むことを特徴とする請求項1記載の弾性線維組織再生基材。 The elastic fiber tissue regeneration substrate according to claim 1, characterized in that it comprises DANCE protein. ムコ多糖類を含むことを特徴とする請求項1又は2記載の弾性線維組織再生基材。 The elastic fiber tissue regeneration base according to claim 1 or 2, which comprises mucopolysaccharides. 架橋されたコラーゲンスポンジに、LTBP−4タンパク質を含有するコラーゲン溶液を含浸させ、その後に凍結乾燥することを特徴とする弾性線維組織再生基材の製造方法。 A method for producing an elastic fibrous tissue regeneration substrate, which comprises impregnating a crosslinked collagen sponge with a collagen solution containing LTBP-4 protein and then freeze-drying it.
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